高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析

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高速列车气动声学噪声研究

高速列车气动声学噪声研究高速列车在现代交通中扮演了越来越重要的角色，对于加速人们的出行速度和提高交通效率有着不可替代的作用。

然而由于高速列车本身的运行机制，其所产生的噪声却成为了人们日益关注的问题。

对于高速列车气动声学噪声的研究，不仅可以帮助人们更好地理解运行机制，还可以推动相关技术的改进和发展。

高速列车运行所产生的气动声学噪声主要源自列车在行驶过程中与周围气体的相互作用，包括空气湍流引起的噪声、弥散噪声和尾迹噪声等。

其中，空气湍流引起的噪声是最突出的，通常占据了列车噪声总量的大部分。

因此，理解空气湍流对列车噪声产生的影响，成为研究高速列车气动声学噪声的核心内容之一。

空气湍流对列车气动声学噪声的影响与其涡旋结构密切相关。

当列车运行时，空气将会流经车身周围的激波、涡旋结构和流动失稳区域，产生各种复杂的声学效应，进而导致噪声的产生。

为了更好地了解噪声产生机理，研究人员通常会采用数值模拟、实验测试等多种方法。

在数值模拟方面，使用计算流体力学（CFD）进行列车空气湍流场模拟，是一种常见的方法。

模拟的过程中需要考虑气流稳定性、湍流模型、计算网格等因素，以便获得精确的湍流场数据。

同时，在实验测试方面，也有许多方法可以用来测量高速列车气动声学噪声。

其中比较常见的方法包括声学模型测试、风洞试验等。

在研究中发现，调整列车造型和减缓速度是减少列车噪声的有效方法。

例如，封闭式车厢、采用空气动力学设计等措施，可以降低列车与空气湍流之间的相互作用，从而减少噪声产生。

同时，增加隔音材料、降速等方法也能帮助减少列车噪声的产生，并能提高行驶安全性。

除了直接针对列车造型的改进和技术的提升，高速列车气动声学噪声的研究也需要考虑交通环境以及对周边环境的影响。

在城市化进程加快，人口密集度不断上升的时代，高速列车噪声不仅直接影响到周边居民的生活质量，也对社会经济和环境产生了负面的影响。

因此，将高速列车噪声研究与环境保护、城市规划等相结合，是未来研究的重要方向之一。

汽车气动噪声的数值模拟分析

汽车气动噪声的数值模拟分析随着车辆性能的提高及高等级公路的建设,车辆的速度越来越快，车辆外流场的气动噪声以车速的6次方的数量增长。

因而，当车辆的其它噪声得到有效的控制后,车辆的气动噪声就变得尤为重要了。

70年代，研究人员发现,车速为70km/h的情况下,气动噪声的范围为62~78dB,而在速度为110km/h的情况下,气动噪声的范围达到80~90dB。

新的研究表明,车速超过100km/h,气动噪声对车外噪声的影响己超过了其它噪声。

数值模拟方法可在新车设计初期的造型阶段进行气动噪声的预测，为选型及造型参数修改提供依据，从而可以较早地得到较理想的产品，避免产品缺陷。

文章以一款车型为例进行了气动噪声的数值模拟。

1湍流模型的选择气动噪声模拟可以选择几种不同的数值方法，大涡模拟可以得到精确的模拟效果，但要求生成的网格质量好，计算比较耗时。

在产品设计的初始阶段，往往需要噪声的大致分布情况，基于模型的噪声源方法可以解决这一问题。

模型的湍流动能输运方程：湍流动能耗散率输运方程：2模型网格的划分和计算域的建立模型是在CATIA软件上建立的，然后导入ICEMCFD软件中进行网格划分。

为了提高计算的效率，对模型的底部进行了简化处理。

根据经验，流场仿真计算所取的计算域到达一定的大小时，汽车的流场就不再受计算域大小的限制。

假设汽车模型长为L，宽为W，高为H，则计算域的取法为汽车前部取3L，侧面取4W，上部取5H，汽车后部取7L。

为了解决汽车求解域大，网格数目多的难点，按照离车身的距离不同，网格的大小也不同：离车身近的区域网格划分比较密，使之能够清楚的表现车身表面附近的细致情况。

而远离车身的区域，网格可以适当的稀疏，以减少网格的数量，节约计算时间。

最终网格划分结果如图1所示，网格数1369839。

3边界条件1)入口边界。

入口边界为速度边界。

2)出口边界。

出口边界为压力边界。

3)地面边界。

假设汽车行驶的工况：在静止的空气中（无风条件下）、平直的路面上等速直线运动。

高速列车的气动噪声产生机理研究

高速列车的气动噪声产生机理研究随着科技的不断进步，高速列车已经成为现代交通运输的重要组成部分。

然而，在高速列车运行过程中，噪声污染一直是难以解决的问题之一。

高速列车的气动噪声是其中一个重要的噪声源，对周围环境和列车乘客的舒适性产生不良影响。

因此，对高速列车的气动噪声产生机理进行深入研究，可以为噪声减低和列车运行的优化提供重要参考。

气动噪声是指由流体在通过物体表面时产生的噪声现象，而高速列车的运行引起的气动噪声主要来自列车外表面与周围空气的相互作用。

这种相互作用包括了空气的流动、涡流的形成以及气流的逆流等过程。

首先，高速列车的造成的气动噪声与列车的运行速度有关。

当列车速度增加时，气动噪声也会相应增加。

这是因为列车运动速度增加时，空气流动的速度也会增加，从而引起更强的气动噪声。

其次，列车的形状和外表面的几何结构也会对气动噪声产生影响。

不同类型的列车以及列车的车头、车身和车尾部分的设计都会导致不同的气动噪声特性。

此外，速度和列车形状变化引起的气流的剪切力也会产生气动噪声。

高速列车气动噪声产生机理的研究需要综合考虑多个因素。

首先，需要考虑列车与大气之间的相互作用。

高速列车行驶时，车头部分会形成压缩冲击波，而车尾部分则会产生损失波。

这些压缩冲击波和损失波将会通过空气传递出去形成气动噪声。

其次，高速列车的车体表面涂层和几何结构也会对气动噪声产生影响。

在车体表面，如果存在任何几何结构的不均匀性，将会导致气流速度的变化，从而加剧气动噪声。

此外，车体表面的涂层材料和质地也会对气动噪声的产生有一定的影响。

针对高速列车的气动噪声问题，研究人员提出了多种降低噪声的方法。

一种方法是通过对列车外形和车体表面的设计进行优化，以减少气流流动产生的噪声。

例如，通过改变车体的外形参数，如车头的半径和前后流场的过度，可以减少压缩冲击波和损失波的形成。

同时，在车体表面采用低噪声材料和涂层也能有效减少气动噪声的产生。

另一种方法是通过在车体表面添加障流装置或减震装置来降低噪声。

高速列车导流罩气动噪声优化分析

高速列车导流罩气动噪声优化分析发布时间：2022-09-06T08:14:11.462Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：李新一吴健[导读] 近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，李新一吴健中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心，吉林长春130062摘要：近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，其高速、舒适、快捷的特点已深受广大乘客的好评，但同时，高速列车的噪声问题也日益严重，成为限制列车提速的重要因素之一。

列车在行驶到一定速度时，气动噪声成为列车的主要噪声源。

本文利用仿真分析方法，针对受电弓导流罩装置结构进行优化分析，得到较优的导流罩结构，为后期的气动噪声风洞试验提供依据。

关键字：高速列车；气动噪声；导流罩；仿真分析随着我国高速铁路的快速发展的同时，许多制约着列车提速的问题随着列车运行速度的提高逐渐出现，空气动力学就是在这种环境下发展起来的[1]。

通过研究，列车的机械噪声（轮轨噪声）与气动噪声组成了高速运行列车的主要噪声[2]，并且当车辆时速超过300km/h 时，气动噪声成为列车的主要噪声源，随着速度大约以60log10V（V为列车运行速度）的关系增长，即随行驶速度的6次方增长[3]。

在高速列车的气动噪声源中，受电弓区域的气动噪声占比较大，因此，如何有效地降低受电弓区域产生的噪声是降低车辆整体气动噪声水平的重点问题。

本文从气动噪声的角度分析某型号动车组在导流罩前缘和后缘倾角变化后的气动噪声特性，与原始结构相比评估改形方案的优劣。

具体包括以下三方面工作：（1）直行升弓工况下，通过对导流罩前缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（2）直行升弓工况下，通过对导流罩后缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（3）直行降弓工况下，通过对优化后的导流罩前缘倾角和后缘倾角的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，验证在降弓工况的效果。

高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析

ｔｒａｉ“
单极子声源项（ｃ项）积分可不必考虑”４’”ｏ；在文献［１２］中ＩｊｇｈｔｈｉｌＩ指出：流场中四极子声源与偶极子声源强度之比正比于马赫数的平方，而高速列车的运动仍属于低速运动（远小于马赫数），其四极
子源噪声强度远小于偶极子声源，故四极子声源项
流场计算域为长方体形状，入口距车前端２倍车长，出口距车后端４倍车长，高度为４倍车高，宽度为４倍车宽．车身表面贴体网格采用三角形网格，为了更好捕获车身表面附近湍流场参数．在边界附面层区域内，按照ｌ：１．３的比例拉伸成３层三棱柱附面层网格．其它计算区域体网格的划分选用四面体网格，采用分层加密的方式，对车体近壁层的网格加密，远离车体的网格采用稀疏网格，以减少计算量，加快收敛速度．同时利用其对称性，沿车身纵向对称平面截取一半作为计算域，以节约计算机资源，空间体单元约为１８７万，见图３．声源网格则主要用于在直接边界元中生成声源边界条件，其网格大小是由所分析频率的上限所决定的，文中采用四边形贴体网格，最大单元长度为１８ｍｍ．
流相互作用而产生不同频率的压力脉动，是诱发车
辆产生气动噪声的主要原因．各国发展高速铁路和
高速列车的同时，均对高速车辆气动噪声方面做了
收稻日明：２０ｌｌⅢ３．２２
基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２０１００１８４１１０００２）；重庆市自然科学基金计划项目（ｃＳＴｃ，２００８ＢＢ７３４１）；重庆市教委科学技术研究项目（ＫＪｌ００８１１）作者简介：郑拯宇（１９６９一），男，讲师，博士研究生，研究方向为车辆空气动力学及环境工程、工程力学、计算机应用技术等，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚＩＩｅｎｇｚｈｅｎｇｙｕ＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：李人宪（１９５４一），男，教授，博上，主要研究方向为车辆空气动力学，Ｅ．ｍａｊｌ：ｒ】【ｌｉ＠ｈｏｍｅ．ｗｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

高速铁路车辆的空气动力学与气动噪声控制

高速铁路车辆的空气动力学与气动噪声控制随着科技的进步和人们对快速、便捷交通的需求不断增加，高速铁路成为了现代交通的重要组成部分。

然而，高速铁路车辆的运行过程中产生的空气动力学与气动噪声问题却成为了限制其发展的重要因素。

本文将探讨高速铁路车辆空气动力学与气动噪声产生的原因，以及对其进行控制的方法和技术。

一、空气动力学的基本原理在高速铁路车辆行驶过程中，空气动力学是产生车辆轨道噪声和车体振动的主要原因之一。

高速列车行驶时会形成一个大气动动压区域，空气在车体前缘与车轮转向部分受到压缩，从而产生气流扩散和湍流现象。

这些现象会引起气流分离和涡旋的形成，从而导致车体振动和噪声的产生。

二、空气动力学与气动噪声的主要问题（一）车体振动问题高速列车行驶时，由于空气的压缩和湍流现象，会对车体表面施加不规则的压力，从而导致车体振动。

这种振动会对乘客的乘坐舒适性和列车的稳定性产生不利影响，同时也会增加轨道噪声的产生。

（二）气动噪声问题高速列车行驶时，空气的压缩和湍流现象会引起较大的气动噪声。

这种噪声不仅会对列车乘客和附近居民的生活造成困扰，还会对环境产生破坏。

三、空气动力学与气动噪声控制的方法和技术为了解决高速铁路车辆的空气动力学与气动噪声问题，人们采取了一系列的控制方法和技术。

（一）减小车体阻力减小车体阻力是控制空气动力学噪声的关键。

通过优化车体外形设计，采用减阻器和降噪材料等手段，可以有效降低车体的阻力，减少空气动力学噪声的产生。

（二）优化车轮设计车轮是高速列车行驶时产生气动噪声的重要原因之一。

通过优化车轮的结构和材料，降低车轮与轨道之间的摩擦系数，可以减少气动噪声的产生。

（三）引入隔音设备在高速列车的设计中引入隔音设备，如隔音板、吸声材料等，可以有效降低列车内部噪声和车体振动，提升乘客的舒适性和列车的运行稳定性。

（四）建立噪声防护措施在高速铁路沿线建设噪声防护措施，如噪声屏障、噪声隔离墙等，可以有效减少列车行驶时产生的噪声对周边环境的影响。

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨随着高速铁路运输的发展，气动噪声问题日益凸显。

气动噪声是指高速列车行驶时凭借空气流经引起的噪声，对周围居民和环境造成了一定的影响。

因此，对高速铁路运输气动噪声进行准确分析并提出降解方法是一个重要的课题。

在分析高速铁路运输气动噪声之前，我们首先要了解气动噪声的产生原因。

当高速列车行驶时，空气流经车体、车窗、车轮、电缆等部件，会产生涡流和尾迹，同时也会引起噪声。

这些噪声主要包括空气波噪声、涡流噪声和尾迹噪声。

因此，针对这些噪声成因，我们可以制定相应的降噪措施。

针对高速铁路运输气动噪声的分析方法有很多种，下面我们将介绍两种经常应用的方法。

首先是数值模拟方法。

这种方法基于计算流体力学的原理，通过数值模拟计算，并得到噪声的预测结果。

数值模拟方法在预测和分析气动噪声中应用广泛，其优点是可以快速计算出复杂流动条件下的噪声分布，提供详细的噪声信息。

此外，数值模拟方法还能够评估不同降噪方案的效果，并指导设计优化。

但是，数值模拟方法也存在一些限制，如计算量大、模拟结果与实际情况存在差距等。

另一种分析方法是实测数据分析法。

通过在实际运行的高速铁路上采集噪声数据，对其进行分析和处理。

这种方法可以直接反映铁路运输中的噪声情况，具有更高的可靠性。

实测数据分析法可通过测量、分析和比较来取得准确的噪声信息，并进一步对噪声来源和影响因素进行分析。

然后可以根据分析结果制定相应的降噪方案。

除了分析方法，还有一些常用的降噪方法可以应用于高速铁路运输气动噪声的控制与降低。

首先是提高车身设计。

通过优化车体外形、减小空气阻力，降低噪声源的产生。

例如，采用空气动力学设计来减小涡流的产生，减少气动噪声的辐射。

其次是采取隔音措施。

可以在车体内部和外部表面使用隔音材料，减少气动噪声的传播和振动。

同时，还可以使用隔音窗户和隔音门等设备，减少噪声对内部空间的传递。

第三是优化轨道设计。

适当改善铁路轨道的几何形状和结构参数，可以减少列车行驶过程中产生的噪声和振动。

高速列车气动噪声特性分析及其控制

高速列车气动噪声特性分析及其控制随着高速列车的运行越来越频繁，气动噪声成为了影响列车行驶舒适性的主要因素之一。

在高速列车中，气动噪声主要由列车运行时与空气的摩擦所产生的气流声和空气流动所引起的涡旋噪声组成。

因此，对高速列车的气动噪声特性进行分析，以及有效地控制噪声，对于提高列车行驶的舒适性及其使用寿命具有重要意义。

一、高速列车气动噪声的特性分析高速列车气动噪声的特性是由列车的运行速度、车身外形、风阻特性以及空气性质等因素共同决定的。

其中，列车运行速度是影响气动噪声最重要的因素。

在列车高速运行时，气动噪声主要是由瞬间所产生的气动力引起的。

气动力是由于列车在空气中移动而产生的渐进压强差所引起的。

不同的列车速度会产生不同的气动力和气动噪声。

此外，车身外形和风阻特性也对气动噪声的产生起着重要的作用。

列车的车头设计经过了不断的优化，以减小平均运动阻力系数，但是车顶和侧面的流线设计并不完全。

这些不太完整的表面都会产生涡流和紊流，并且产生噪声。

二、高速列车气动噪声的控制为了控制高速列车的气动噪声，需要从以下几个方面入手。

1、减低列车与空气之间的阻力列车运行中产生的气体扰动最主要的来源是空气与车辆表面的摩擦。

因此，在设计列车时，需要具备减小阻力的能力。

目前，列车的车头设计已经相当成熟，可以减小运动阻力系数。

同时，列车的车窗和车门等部位也需要采用适当的密封措施，防止气体进入车内，从而减小气体扰动产生的噪音。

2、采用降噪技术目前，列车行驶过程中，采用的主要降噪技术有：被动噪声控制技术和主动噪声控制技术。

（1）被动噪声控制技术：被动噪声控制技术的主要目的是减低高速列车所产生的噪声，以保证乘客的舒适度。

该技术一般采用狭缝吸声器或声学环境控制技术等。

（2）主动噪声控制技术：主动噪声控制技术是通过引入消噪装置来达到降低噪声的效果。

主动噪声控制技术主要有智能噪声控制技术和反噪声技术两种。

3、采用先进的材料和技术为减小高速列车的气动噪声，还可以采用更加先进的材料和技术，如减音材料、空气动力学技术等。

高速列车气动噪声的理论研究与数值模拟的开题报告

高速列车气动噪声的理论研究与数值模拟的开题报告一、研究背景和意义高速列车作为现代化交通工具，其极具发展潜力和广阔前景。

然而，高速列车的气动噪声问题备受关注。

高速列车在高速行驶时，会产生由于空气流过车身表面而产生的噪声，如果不得到有效控制，很容易对乘客、驾驶员和周围环境造成不可忽视的负面影响。

因此，研究高速列车气动噪声的理论和数值模拟，具有重大的科学意义和实用价值。

本文旨在基于理论分析和数值模拟，探究高速列车气动噪声的特性和产生机理，为其进一步的控制和降噪提供科学依据和技术支持。

二、研究内容和方法1.研究高速列车气动噪声的理论基础和产生原理，探究影响气动噪声的主要因素；2.建立高速列车气动噪声的数值模型，使用计算流体力学（CFD）方法，模拟高速列车通过隧道、桥梁等场景中的气动噪声；3.分析高速列车气动噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数，探究不同工况条件下气动噪声的变化规律；4.探索高速列车气动噪声控制和降噪的技术手段和方法。

三、预期结果和目标通过本论文的研究，预期达到以下目标和结果：1.深入探究高速列车气动噪声的机理和特性，为其进一步控制和降噪提供科学理论和技术基础；2.建立高速列车气动噪声的数值模拟模型，模拟高速列车在不同场景中的气动噪声，获知噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数；3.分析高速列车气动噪声产生机理和控制方法，提出一些有效的降噪方案和技术手段；4.对高速列车气动噪声的研究结果进行实际应用和推广，为高速列车的安全、环保和社会效益做出贡献。

四、论文结构安排本论文预计分为以下几个部分：1.绪论：介绍高速列车气动噪声问题的背景和意义，阐明研究内容和方法，分析预期结果和目标；2.课题背景与技术路线：介绍高速列车气动噪声的相关工作和研究现状，阐述本文的研究方法和技术路线；3.高速列车气动噪声的理论分析：对高速列车气动噪声的机理和产生原理进行理论分析，探究影响气动噪声的主要因素；4.高速列车气动噪声的数值模拟：建立高速列车气动噪声的数值模拟模型，使用CFD方法，模拟高速列车通过不同场景中的气动噪声；5.高速列车气动噪声的特性分析：分析高速列车气动噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数，探究不同工况条件下气动噪声的变化规律；6.高速列车气动噪声的控制与降噪：探索高速列车气动噪声的控制和降噪技术手段和方法；7.结论：总结本文的研究成果，对高速列车气动噪声的控制与降噪提出建议和展望。

高速列车受电弓气动噪声频谱分析

高速列车受电弓气动噪声频谱分析柳丛彦，李人宪，陆晓柳（西南交通大学机械工程学院，四川成都610031）来稿日期：2018-07-05基金项目：国家自然科学基金（51475387）作者简介：柳丛彦，（1991-），男，福建宁德人，硕士研究生，主要研究方向：车辆空气动力学；李人宪，（1954-），男，河北唐山人，博士研究生，教授，主要研究方向：内燃机性能、车辆空气动力学1引言随着列车运行速度的提高，车辆所处的动态环境发生了根本的变化，噪声超标往往成为限制高速列车运行速度的决定性因素[1]，而当车速超过300km/h 时气动噪声成为贡献最大的噪声。

高速列车的气动噪声来源有很多，这些噪声源主要包括：弓网噪声、转向架区域、车厢连接处、车体表面空腔、车体表面湍流边界层噪声。

对于不同的噪声源，影响大小与规律是不同的。

受电弓作为高速列车主要噪声源之一，研究其气动噪声的传播特性，对提高列车乘坐的舒适性，减少对周围环境的噪声污染具有重要意义。

然而采用线路实测的方法测量受电弓的气动噪声不但花费巨大，而且测得的噪声信号中包含有其他噪声源产生的噪声。

采用模型风洞试验测量其气动噪声又需要低噪声风洞或静音风洞。

拟采用Lighthill 声类比理论的混合方法，通过数值计算分析受电弓在不同车速条件下的气动噪声的大小、分布和高声压级频段。

2流体声学理论基础文献[2]用广义函数法将Lightill-Curle 方程扩展到运动固体边界情况下得FW-H 方程（方程（1）），指出气动噪声相当于单极子声源、偶极子声源、四极子声源这三种气动声源产生的声场。

ə2ət 2-c 2ə2əx 2i()ρ′=ə2T ijəx i əx j -əəx i ［p ij δij H （f ）］+əət ［ρ0v i δij H （f ）］（1）式中：右端第一项为四极子声源，第二项为偶极子声源，第三项为单极子声源。

受电弓表面可近似看成刚性的，其与空气之间摘要：受电弓是高速列车上主要的气动噪声源，而受电弓气动噪声又是宽频噪声，其气动噪声的声压级和频率可能达到多大的水平目前还没有定论。

高速列车的气动特性研究

高速列车的气动特性研究随着中国高速列车的不断发展，越来越多的人开始对高速列车的气动特性产生了兴趣。

气动特性是高速列车运行中所面临的一个重要问题，包括阻力、噪声和振动等方面。

本文将重点论述高速列车的气动特性及研究进展。

一、高速列车的气动阻力气动阻力是指高速列车运动时，空气对列车运动方向上的阻力。

气动阻力影响了高速列车的运行稳定性和能耗。

目前的高速列车设计中，外形设计和车体的表面粗糙度是减小气动阻力的主要考虑和方向。

研究表明，外形优化可以降低15% ~ 20%气动阻力。

同时，涂抹降阻剂可以降低车体表面粗糙度，也能带来一定的阻力降低效果。

二、高速列车的噪声及振动问题高速列车的噪声主要来自于空气流动和车体的振动，尤其在空气动力音中占比较大。

高速列车在高速运动中，空气通过车身时会产生较大的气流噪声，这些噪声会传播到车内，影响乘客的旅行舒适感受。

另外，高速列车也会因为制动、车轮、轨道几何等因素而产生振动，振动会加速车轮和轨道的损耗，因此需要着重在减少振动的同时，保证车轴与轮对的稳定性。

三、高速列车的流动控制技术的应用高速列车的流动控制技术被广泛应用于降低气动阻力和噪声。

其中流控技术被认为是减小气动阻力和噪声的技术革新，该技术主要是通过改变流体界面上的状态，在一定程度上改善空气流动状态和舒适性。

流控技术包括了各种主动和被动控制技术，在高速列车上的应用包括了几乎全部气动装置的功能，例如空气动力学设计和表面处理等。

四、高速列车的气动模拟技术高速列车的气动模拟技术是研究高速列车气动特性的重要手段，目前，气动模拟技术已经成为设计高速列车的一个必不可少的环节，通过计算机仿真模拟技术，可以在较短时间内进行多种方案的比较分析。

而流场可视化技术也可用于直观地观察高速列车流场的复杂变化。

综上所述，高速列车的气动特性研究是一个系统且复杂的课题，但在高速列车的设计过程中，气动特性的研究是十分重要的。

未来的高速列车不仅要考虑到速度的提高，还需要在舒适性、安全性和环保性方面取得均衡。

高速列车空气动力噪声预测仿真技术分析

高速列车空气动力噪声预测仿真技术分析近年来，高速列车作为一种重要的交通工具，受到了越来越多人的关注。

然而，高速列车在运行过程中产生的噪声问题一直是困扰着乘客和沿线居民们的难题。

为了解决这一问题，空气动力噪声预测仿真技术应运而生。

首先，我们需要了解空气动力噪声的来源。

高速列车在高速行驶过程中，会产生空气动力噪声，主要是由列车的运行、空气的挤压和空气的流动引起的。

因此，准确预测和分析空气动力噪声的特性是解决这一问题的关键。

空气动力噪声的预测仿真技术利用计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）等数值方法，通过对列车在运行过程中的气动特性进行模拟和计算，来预测和分析空气动力噪声的发生和传播。

在进行空气动力噪声预测仿真技术分析时，首先需要进行列车的数值模型建立。

这包括对列车的几何形状和结构进行准确的测量和建模。

然后，通过使用计算流体力学软件进行数值模拟，模拟列车在高速行驶过程中空气的流动和气动力的作用，得出列车表面的压力分布和气动特性。

在模拟完成后，可以通过结果解析软件进一步分析空气动力噪声的频谱特性和传播路径。

通过对列车表面压力和气动特性的分析，可以确定噪声产生的主要位置和原因。

同时，可以通过对空气流动的路径和速度分析，确定噪声的传播方式和传播路径。

在空气动力噪声预测仿真技术的分析中，还需要考虑到列车的运行速度和环境因素。

列车的运行速度是影响空气动力噪声产生和传播的重要因素之一。

同时，环境中的其他噪声和风场也会对空气动力噪声的产生和传播产生影响。

因此，在进行分析时需要将这些因素纳入考虑范围。

通过对高速列车空气动力噪声预测仿真技术的分析，可以帮助我们更好地了解噪声的产生机理和传播规律，为解决噪声问题提供科学依据。

同时，可以通过对列车结构和气动设计的优化，减少空气动力噪声的产生和传播。

此外，空气动力噪声预测仿真技术在列车设计和改进中也扮演着重要的角色。

通过对列车不同部位的气动特性进行分析，可以帮助设计师进行结构改进和优化，减少噪声的产生和传播。

高速列车动车组的气动噪声特性分析

高速列车动车组的气动噪声特性分析随着现代化的快速发展，高速列车动车组在我国交通运输领域所占比重越来越大。

然而，随之产生的气动噪声问题也成为人们关注的焦点之一。

本文旨在深入分析高速列车动车组的气动噪声特性，探究其成因及应对措施。

首先，气动噪声是由列车高速行驶时的空气流动所产生的声音。

这种声音的主要成因就是列车在高速运行过程中，空气对列车车体、车轮、车架等部位产生的压力差所引起的气动力振动，继而再造成振动声。

为了更好地了解气动噪声产生的原理，我们需要对气动力学基本概念进行了解。

气动噪声中的主要参数是气动阻力、气动力矩和气动力，其中气动力振动是气动噪声的主要分量。

空气流动的速度、粘度、密度和流量等因素都会影响气动阻力、气动力矩和气动力的大小以及振幅和频率的变化。

因此，为了降低气动噪声产生，需要对这些气动因素进行调整和优化。

在高速列车动车组的设计中，应当采用科学的气动设计减少气动噪声的产生。

通过对列车车体和车轮的形状进行优化设计，可以降低空气对列车车体的阻力，减少气动噪声的产生。

另外，在车轮和轨道间设置适当的泥槽，可有效地控制汽车产生的气体流动和噪声的产生。

除此之外，在维护和保养时也应重视气动噪声的问题。

以车体清洗为例，应采用科学的清洗方法，将车体表面的沉积物、污垢彻底清理干净，防止这些杂质对列车的气动状态造成影响，从而降低气动噪声的产生。

此外，在气动噪声的减弱措施中，安装吸音装置也是不可或缺的。

这是因为吸音装置能够有效地吸收噪声，从而减轻噪声的传播，并起到隔音的作用，最大限度地减少对周围环境产生的影响。

总的来说，高速列车动车组的气动噪声问题必须引起足够的重视。

为了实现列车的高速度、高效率和高安全性，必须在列车的设计、运营和维护等各个环节中采取措施，尽可能地减少气动噪声的产生，防止其对周围环境和人们的生活造成影响。

高速列车运行中的气动噪声控制技术研究

高速列车运行中的气动噪声控制技术研究近年来，高速列车的快速发展和广泛应用引起了人们的广泛关注。

然而，高速列车在运行过程中产生的气动噪声问题成为一个不容忽视的挑战。

本文将探讨高速列车运行中的气动噪声控制技术研究。

首先，了解高速列车气动噪声的特点十分重要。

高速列车在高速运行时，通过气流的速度和压力变化产生噪声。

这种噪声主要由空气流经列车表面和构件所引起的涡旋和湍流噪声组成。

由于高速列车的速度较快，气动噪声产生的能量较大，因此需要采取有效的控制措施。

其次，我们可以通过减少气动噪声源的产生来控制噪声。

研究表明，高速列车表面的不平整度对气动噪声的产生会有很大的影响。

因此，在列车设计过程中，应注重减少表面的不平整度，以减少涡旋和湍流的形成，从而降低气动噪声的产生。

另外，合理设计列车的外形和构件的布置，可以改善气流的流动，从而进一步降低噪声。

除了减少噪声源的产生外，我们还可以通过降低传播路径上的噪声传输来控制噪声。

高速列车通过减少传播路径上的噪声传输来降低车厢内的噪声水平。

这可以通过使用隔音材料来实现。

隔音材料的选用和设置位置都非常关键，需要在设计阶段进行充分研究和试验。

此外，改善车体的密封性和加强车窗的隔音效果，也可以有效地控制噪声。

此外，采用主动控制技术也是一种有效的气动噪声控制方法。

主动控制技术是指通过在列车表面布置传感器和执行器，并通过反馈控制系统实时捕捉和调节气动噪声的产生和传播过程，从而实现噪声的控制。

这种技术可以根据实时的噪声数据进行反馈和调整，从而在很大程度上减少噪声的产生和传输。

最后，需要指出的是，除了技术手段，提高乘客的意识和素质也是关键。

高速列车的乘客应该注意降低噪声对健康和生活品质的影响，理解并支持相关的噪声控制措施。

只有通过全社会的努力，才能实现高速列车运行中气动噪声控制技术的进一步研究和应用。

总之，高速列车运行中的气动噪声控制技术是一个复杂而繁琐的过程。

通过合理设计列车外形和构件布置、降低噪声传播路径上的噪声传输、采用主动控制技术，以及加强公众的意识和素质，我们可以有效地控制高速列车运行中的气动噪声问题。

基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测

基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测姜旭东;颜佳慧;李盈利;闫仕光;汤宴宁【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2024(21)5【摘要】在列车外形设计阶段,工程上通常采用列车通过噪声评估线路噪声以指导气动外形设计。

实车试验测量通过噪声成本高且条件苛刻,本文通过数值模拟分析了高速列车气动噪声特性,并利用运动声源延迟模型预测了列车等效通过噪声,为车外气动噪声评估以及列车外形设计提供理论与技术支撑。

为了精确捕捉列车表面流体扰动,因为列车气动噪声计算网格量较大,因此建立高速列车三车网格模型以简化计算。

高速列车气动噪声特性分析使用流体仿真软件ANSYS FLUENT,基于稳态的湍流模型以及大涡模拟的数值分析模型,并通过Ffowcs Williams-Hawkins(FW-H)方程得到车外沿线标准点辐射气动噪声;随后,根据运动声源延迟时间模型,建立列车等效通过噪声换算模型,将频域下各标准点的列车辐射噪声转换为时域等效通过噪声。

通过声源叠加进一步预测列车不同编组的通过噪声水平,可以观察到编组数量增加会提高噪声水平;为了全面评估列车运行时通过噪声水平,在气动激励的基础上叠加轮轨噪声激励,以最大A声级(L_(Amax))、声暴露级(SEL)和短时等效连续声压级(L_(Aeq,T))表示通过噪声水平,结果表明轮轨噪声对通过噪声水平影响显著。

高速列车数值模拟气动辐射噪声转化为通过噪声的预测模型可以初步评估高速列车运行时的线路噪声水平,为优化列车外形提供指导,从而降低列车噪声水平。

【总页数】10页(P1737-1746)【作者】姜旭东;颜佳慧;李盈利;闫仕光;汤宴宁【作者单位】中南大学交通运输工程学院;中南大学轨道交通安全教育部重点实验室;中车长春轨道客车股份有限公司;中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U270.2【相关文献】1.高速列车动车转向架气动噪声数值分析2.高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析3.基于神经网络方法的高速列车车外气动噪声预测4.高速列车车头的气动噪声数值分析5.高速列车外流场及气动噪声特性数值分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高速动车组受电弓气动噪声数值仿真分析

高速动车组受电弓气动噪声数值仿真分析董继蕾【摘要】With speed increasing of high-speed trains, the proportion of the pantograph induced aerodynamic noise to the total noise becomes larger and larger. This aerodynamic noise will reduce the comfort of passengers and result in noise pollution to the adjacent environment. In this paper, a three-dimensional simulation model of"pantograph-isolator"of the high-speed trains was built. The aerodynamic noise frequency spectrums on the surface of the pantograph were obtained for different speeds of the train. The noise distribution characteristics around the pantograph, when the high-speed train traveling at the speeds of 200 to 400 km/h, were analyzed. It is demonstrated that when the train traveling at 300 km/h, the maximum sound pressure level of the aerodynamic noise induced by the pantograph is 99.3 dB in the area 25m away from the train. This conclusion provides a theoretical basis for inhibition of aerodynamic noise of high-speed trains.%随着我国高铁的不断提速,列车运行时所产生的气动噪声占总声压强的比例也越来越大,不仅影响车厢内乘客的乘坐舒适度,还可能对铁路沿线区域周边环境带来噪音污染.为此建立高速动车组"受电弓-绝缘子"仿真模型,求解列车不同运行速度下受电弓表面噪声频谱特性,分析受电弓周围空间环境的噪声分布情况.分析得出:当列车以300 km/h时速运行时,受电弓产生的气动噪声在列车周边25 m外最大声压级为99.3 dB.以上结论为抑制列车气动噪声提供了理论依据.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】5页(P46-50)【关键词】声学;高速动车组;气动噪声;频谱特性;声压级【作者】董继蕾【作者单位】安徽理工大学力学与光电物理学院,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TB533+2随着高速动车组的不断提速，人们对乘车舒适度也越来越关注，其中列车运行时产生的噪声是影响乘车舒适度的关键因素之一。

CRH380A型高速列车远场气动噪声计算分析

CRH380A型高速列车远场气动噪声计算分析陆晓柳;李人宪;柳丛彦【摘要】The noise of the high-speed train is significantly increased along with the running speed. The aerodynamic noise is the main source of the high-speed train noise because the aerodynamic noise is 4th~8th power of the train running speed. Based on the hybrid method of Lighthill's acoustic analogy theory and combined with a perfect matched layer boundary condition and the high order element, the far-field aerodynamic noise characteristics of CRH380A is calculated and analysed by using FEM. The distribution, influence area and propagation direction of far-field noise are obtained. The results indicate that the surface dipole noise source of high-speed train radiate from the body to the train. With the increase of distance from the body, the radiation noise reduces steadily. With the increase of frequency, all the noise around the high-speed train and the area of the high sound pressure level noise are decreased, and the sound pressure level distribution is more uniform. The time domain noise equivalent sound pressure level of the standard test point is 87.11dB when the train running speed is 300km/h, which is close to the experimental measured value. Under different running speed, the noise of standard test point exists in a wide frequency band. With the increase of the running speed, the noise sound pressure level of standard test point is increased in both frequency domain and time domain.%随着运行速度的提高,高速列车的通过噪声显著增加,由于气动噪声与列车运行速度的4~8次方成正比,气动噪声有可能成为高速列车的主要噪声源.基于Lighthill声类比理论的混合方法,结合完美匹配层边界条件和高阶单元,利用有限元法对CRH380A型高速列车远场气动噪声特性进行了计算分析,得到了列车远场噪声的分布情况、影响区域和传播方向.结果表明:高速列车表面偶极子噪声源由车身向列车四周辐射,随着距车身距离的增加,辐射噪声不断衰减;随着频率的增加,高速列车周围各处噪声均下降,高声压级噪声的区域缩小,声压级分布渐趋于均匀;列车运行速度为300km/h时,标准测点处的噪声时域等效声压级为87.11dB,与实验实测值接近;不同运行速度下,标准测点处的噪声在很宽的频带内存在;随着运行速度的增加,标准测点处噪声声压级在频域和时域内都增加.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)0z1【总页数】4页(P137-140)【关键词】气动噪声;高速列车;声类比理论;有限元法;完美匹配层【作者】陆晓柳;李人宪;柳丛彦【作者单位】西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TH16;U270.11 引言随着列车运行速度的增加，高速列车的通过噪声显著提高。

高速铁路噪声源区划及各区域声源贡献量分析

高速铁路噪声源区划及各区域声源贡献量分析胡文林;胡叙洪;齐春雨;王少林【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2016(000)003【摘要】研究高速铁路噪声源区划方法并分析各区域声源贡献量，对高速铁路噪声治理有重要意义。

基于高速铁路噪声源辨识现场测试，分析得到噪声源的位置和幅值。

将噪声源按高度划分为轮轨区、车体下部、车体上部、集电系统和桥梁结构等5个区域，进一步将车体上部沿线路方向划分为车头区和非车头区，将集电系统区域沿线路方向划分为受电弓区和接触网区。

根据声波能量叠加原理计算每个区域噪声源辐射功率，研究各个区域声源贡献量。

分析结果表明，列车以300 km/h 运行时，轮轨区噪声占48％，车体下部噪声占25％，合计占总噪声的73％，对高速铁路辐射噪声起主导作用。

【总页数】4页(P163-166)【作者】胡文林;胡叙洪;齐春雨;王少林【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都 610031; 铁道第三勘察设计院集团有限公司轨道交通勘察设计国家地方联合工程实验室，天津300251;铁道第三勘察设计院集团有限公司轨道交通勘察设计国家地方联合工程实验室，天津 300251;铁道第三勘察设计院集团有限公司轨道交通勘察设计国家地方联合工程实验室，天津 300251;铁道第三勘察设计院集团有限公司轨道交通勘察设计国家地方联合工程实验室，天津 300251【正文语种】中文【中图分类】U238;X827【相关文献】1.高速列车运行工况下噪声传递路径及声源贡献量分析 [J], 袁旻忞;Anne Shen;鲁帆;白国锋;隋富生2.基于声阵列技术的汽车噪声源识别及贡献量分析 [J], 邓江华;顾灿松;刘献栋;李宏庚3.内燃机车牵引噪声源的噪声贡献量的统计能量分析(SEA)研究 [J], 宋雷鸣;张新华;刘达德4.高速列车车外噪声预测建模与声源贡献量分析 [J], 王德威;李帅;张捷;韩健;肖新标5.基于工况传递路径分析方法的车内噪声源贡献量分析 [J], 陈克;姜少玮;张晓冬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高速列车车头气动噪声分析

高速列车车头气动噪声分析摘要随着列车运行速度的提高，高速列车气动噪声变得越来越明显，降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一，而对高速列车气动噪声进行计算就显得尤为重要。

本文旨在研究高速列车气动噪声的计算方法，首先建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型，分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算了高速列车的外部稳态和瞬态流场；然后基于稳态流场，利用宽频带噪声源模型计算了高速列车车身表面气动噪声源，基于瞬态流场，分析了车身表面脉动压力的时域及频域特性，并利用Lighthill声学比拟理论计算了高速列车远场气动噪声，分析了远场气动噪声的时域及频域特性。

本文对高速列车气动噪声的计算研究，对研究和控制高速列车气动噪声具有一定的意义。

关键字高速列车；气动噪声；大涡模拟；宽频带噪声源模型；Lighthill声学比拟理论中图分类号文献标识码Analysis of Aeroacoustics for the Head of a High-speed Train ABSTRACT With the increasing of train speed, the aeroacoustics of the high-speed train is becoming more and more important. Reducing aeroacoustics has become one of the most significant factors to control the noise of the high-speed train and what’s the most important is to compute the aeroacoustics of the high-speed train. This paper aims to study the computational method of aeroacoustics for the high-speed train. It first establishes the mathematical and physical models of three dimensional flow field of the high-speed train and computes the external steady and unsteady flow field of the high-speed train using the turbulence model of standard k-εand the large eddy simulation (LES) respectively. Then based on the steady flow field, this paper computes the aeroacoustics sources on the body surface of the high-speed train using the Broadband Noise Source Model. Based on the unsteady flow field, this paper analyses the time and frequency domain characteristics of fluctuating pressure on the body surface and computes the far-field aeroacoustics of the high-speed train using Lighthill’s acoustics analogy theory as well as analyses the time and frequency domain characteristics of aeroacoustics in the far-field. The computational research of aeroacoustics for the high-speed train in this paper has a certain significance to study and control the aeroacoustics of the high-speed train.Key Words: high-speed train; aeroacoustics; large eddy simulation; broadband noise source model; Lighthill’s acoustics analogy theory高速铁路是世界铁路运输发展的共同趋势，也是铁路技术现代化的主要标志[1]。